降雨径流时农田沟渠水体中氮、磷迁移转化规律研究

为有效阻控降雨条件下农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,通过对降雨时农田排水沟渠系统中总氮、总磷的测定和分析,研究降雨径流下沟渠系统水体中氮、磷的迁移转化规律和时空分布.结果表明,农田排水沟渠系统本身不太稳定,在外界条件(降雨)的作用下可以引起一系列的变化,同时农田排水沟渠系统又具有抗冲击可修复能力,可以使氮、磷的各项转化作用恢复.该特征使得总氮、总磷在沿程迁移过程中表现出一定的变化规律:总氮浓度沿程呈3次多项式曲线变化,总磷浓度整体呈指数递减变化;同时各断面的总氮、总磷自身转化也有其降解规律,总氮和总磷浓度随时间均呈3次多项式曲线变化.     

采煤沉陷区表层土壤氮、磷和有机质分布特征及相关性分析

以淮南采煤沉陷区为研究对象,通过实验室测试分析,研究了沉陷区表层土壤(0~20cm)中pH、有机质、总氮、碱解氮、总磷、速效磷、碳氮比(C/N,质量比)含量与分布特征。结果表明:沉陷区表层土壤pH、有机质、总氮、碱解氮、总磷、速效磷、C/N平均分别为7.5、16.8g/kg、2.97g/kg、43.7mg/kg、76.6mg/kg、13.0mg/kg、3.4;未复垦区土壤呈中性,而煤矸石充填的复垦区土壤呈弱碱性;煤矸石充填复垦扰乱了沉陷区土壤中磷的分布,但提升了土壤速效磷含量和C/N;沉陷区土壤整体肥力较低,营养元素变异程度高且易出现矿化淋失。相关性分析结果显示,沉陷区土壤有机质与总氮、总磷、碱解氮均为极显著相关(P0.01);使用逐步回归分析,分别建立了采煤沉陷复垦区与未复垦区表层土壤中有机质与总氮、总磷的回归方程,通过回归方程,依据土壤中有机质含量可估算出土壤中总氮与总磷含量。     

矿化垃圾中的微生物区系与酶活性变化特征研究

选择某市郊城市生活垃圾填埋场为研究对象,对填埋时间分别达6、8、10年的矿化垃圾中的微生物区系与酶活性变化特征进行了比较。结果表明,表层(0～50 cm)和底层(100～150 cm)矿化垃圾中的微生物数量和酶活性变化幅度大于中层(50～100cm);填埋达6、8、10年后的各层矿化垃圾中的细菌数量明显低于对照,放线菌数量则明显高于对照,而真菌数量在表层和中层中高于对照或与对照相当,在底层则低于对照,各层中的脲酶、碱性磷酸酶、碱性磷酸酶活性则明显高于对照或与对照相当;总体来说,相同填埋深度的矿化垃圾中,填埋达6～8年的细菌、真菌、放线菌数量和脲酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶活性的变化幅度要大于填埋8～10年的,且均在填埋8～10年趋于稳定。     

珠江涌表层沉积物中不同形态氮的赋存特征

研究了广州市珠江涌表层沉积物中不同形态氮的赋存特征,并对各形态氮中氨氮含量进行探讨。采用连续分级浸取法将沉积物中的氮分为离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)和强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)。结果表明,沉积物中总氮(TN)的质量浓度为3 469.15～8 358.56 mg/kg,各形态氮含量为IEF-NSOEF-N≈SAEF-NWAEF-N。IEF-N是4种形态氮中对水体影响最大的,且IEF-N中氨氮含量较高。氮是影响水体水质的重要因素,其中氨氮是判定水体是否黑臭的重要指标。珠江涌沉积物中的氮对水体水质的威胁不可忽视。     

滇池湖湾大水域种养水葫芦对水质的影响分析

为了探讨大水域种养水葫芦对滇池湖湾水质的影响,于2010年8—10月对滇池白山湾约70 hm2水葫芦种养区域的水质特征进行动态监测。结果表明,水葫芦区水体中总磷、总氮及高锰酸钾指数从9月中旬后开始逐步上升。水葫芦区水体溶解氧、pH较近水葫芦区和远水葫芦区显著降低,但水葫芦区溶解氧仍维持在较高水平;总磷、总氮及高锰酸钾指数较近水葫芦区和远水葫芦区显著升高;在水葫芦周围水体（近水葫芦区）水质得到明显改善,表现为水体透明度显著高于水葫芦区及远水葫芦区,总磷、正磷酸盐、总氮及叶绿素a明显低于水葫芦区及远水葫芦区。     

土壤原位覆盖对底泥的修复作用研究

在高度厌氧底泥和富营养化水体构成的模拟生态系统中，采用土壤和硅藻土进行原位覆盖，研究了覆盖技术对水．沉积物界面微环境的改善作用和不同覆盖材料对苦草生长的影响。这2种底质覆盖后，表层底泥氧化还原电位（Eh）分别提高了48．37％和46．77％，底层水体的溶解氧消耗降低，水体中的总氮（TN）和总磷（TP）含量降低；与对照箱体的苦草死亡相比，经过土壤和硅藻土覆盖的箱体中苦草正常萌发、定植和生长；硅藻土箱体苦草的生物量、叶绿素和根茎比均高于土壤覆盖箱体。因此，原位覆盖能有效改善底层水体和表层底泥的氧化还原环境，隔绝污染底泥和延缓营养盐释放，为沉水植物种子萌发和幼苗生长提供有利的生境条件。     

古运河(镇江段)沉积物酶活性及其与氮磷阴离子的相关性

以古运河镇江段为研究对象,研究了表层沉积物中碱性磷酸酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性的时空变化以及3种酶活性与河流表层沉积物中氮磷阴离子浓度及上覆水水质的相关性。结果表明,镇江古运河表层沉积物中碱性磷酸酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性具有显著的时间和区域性差异,枯水期(12月)各酶活性较高,分别介于0.29~0.32 mg/(g·24 h)、0.13~0.19 mg/(g·24 h)、3.05~5.21 mg/(g·24 h);丰水期(5月)各酶活性较低,变化范围分别为0.18~0.29 mg/(g·24 h)、0.08~0.14 mg/(g·24 h)、2.95~3.64 mg/(g·24 h)。冗余分析结果显示,古运河表层沉积物酶活性在枯水期差异较大,丰水期差异较小,各酶活性与其相关离子浓度呈显著正相关(P0.05),硝酸还原酶和亚硝酸还原酶与上覆水的水质呈正相关。3种酶活性可被作为判断古运河镇江段沉积物富营养化负荷的参考性指标,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶还可作为评价古运河镇江段水质的参考性指标。     

无锡市农村黑臭河流沉积物营养盐垂向分布与污染特征分析

为揭示太湖流域农村黑臭河流沉积物中碳、氮、磷营养盐的垂向分布与污染特征,以无锡市周铁镇掌下浜(北段)为例,沿河流上游至下游共采集13个沉积物柱状样,分析总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、硝氮(NO_3~--N)、有机氮(Org-N)、有机碳(TOC)的垂向分布特征,并对沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)的组分分布进行相关性分析。结果表明:TN、TP、Org-N含量在各点位间变化幅度不同,但均表现出随深度增加减小的趋势,即出现明显的"表层富集"现象,TN、TP、OrgN含量在沉积物中的最大降幅分别为55.82%、69.59%和68.12%;相反,沉积物中NH_4~+-N含量在垂直距离上呈现随深度加大升高的趋势,上升幅度在25.39%~72.77%;在垂直方向上,NO_3~--N含量在1号、4号~8号采样点处含量随深度加大而升高,增幅最大为107.51%,在2号、3号和9号~13号采样点处含量随深度增加降低,降幅最大为65.17%;TOC含量呈现随深度增加递减的趋势,含量在13.12~37.52 g·kg~(-1)变化;沉积物中C/N在8.31~19.90之间,均值为13.21,有机物以外源有机质为主;C/P比在12.24~51.84之间,均值为26.71;N/P在1.04~2.86之间,均值为2.02;沉积物中TOC、TN、TP含量两两具有极显著正相关关系(p0.01,n=13),表明C、N和P具有同源性。     

清潩河许昌段表层沉积物污染评价

为了解水质污染对沉积物质量的影响,在清潩河许昌段河道内采集10个代表性点位处的沉积物样品,对pH、有机质、总氮、总磷、Cu、Zn、As、Cr和Pb含量进行分析,根据环境背景值或生态风险阈值对各指标及各点位的污染状况进行评价,与文献中报道的其他流域沉积物中污染物含量进行了对比,并对清潩河河道沉积物的污染原因进行分析。结果表明,清潩河河道表层沉积物整体处于污染状态,部分河道为重污染;与其他流域相比,清潩河河道表层沉积物中有机质、总氮和总磷的污染程度比较严重,尤其总氮的污染尤为突出。水资源匮乏、造纸厂及城镇污水处理厂的排污是造成上述结果的主要原因。     

望虞河表层沉积物中氮的分布与形态变化特征

为了揭示望虞河沉积物中氮的分布与形态变化特征及环境影响因素,于2011年5月、8月、11月和12月采集沿线10个监测断面的表层沉积物。利用逐级分离浸取法(BCR)测定沉积物中各形态氮的含量,并观测其主要理化指标。结果表明,(1)沉积物中总氮(TN)含量为347.85~2 733.56 mg/kg并沿程上升,其中排水期8月TN含量最高且沿程变化较大,调水期TN分布与变化趋势相近。以沉积物中TN含量为污染评价标准,沉积物在5月和12月较清洁,在11月为轻度污染,而在8月为重度污染状态。(2)望虞河上河段和贡湖湾表层沉积物中TN及各形态氮的含量较低,氮在5月、8月和11月以非转化态氮(NEF-N)为主,而在12月以可转化态氮(TF-N)为主,其中离子交换态氮(IEF-N)和有机态与硫化物结合态(OSF-N)受水环境变化影响较大。(3)在调水期,IEF-N和OSF-N含量较大且沿程变化较大,CF-N和IMOF-N显示出明显季节差异性;在排水期8月,IEF-N和OSF-N含量较低且变化平缓。(4)望虞河表层沉积物中氮的含量分布与形态变化主要受到总有机碳(TOC)含量、温度、氧化还原电位(ORP)和粒度的影响。     

梁滩河沉积物中氮磷垂直分布研究

以梁滩河为研究对象,从上游到下游布置了15个采样点,研究了这些采样点的氮、磷浓度,并以其中几个采样点为主要对象,着重研究了氮、磷在不同深度的垂直分布情况。结果表明,梁滩河的上游左支氮、磷浓度已经较高,而上游右支受污染严重,特别是TN严重超标,说明长期受到生活污水和农业废水的污染。分析其垂直分布规律,TN、TP最高值大多出现在中间层,TP在底层的浓度总体要比表层高,而TN在底层的浓度总体要比表层低。梁滩河沉积物中氮、磷主要集中在中间层,中间层是营养物储存的主要场所。     

疏浚对巢湖双桥河水环境容量的影响

双桥河是巢湖受污染较为严重的入湖河流之一,其入湖口距巢湖市自来水厂取水口仅500 m,同时也是巢湖市的主要行洪河道,为了改善水质状况并提高河道行洪能力,于2010年3—5月对双桥河进行了疏浚。本文作者于2009年12月—2010年10月对双桥河监测断面及排污口进行了监测,在分析双桥河水质及现有污染源的基础上,选择CODMn、TP、NH3-N和TN作为水质敏感参数,对疏浚前后双桥河的不同河段污染物质的水环境容量进行了模拟计算,并调查了水生植被覆盖度及沉积物氮磷含量的变化。结果表明,疏浚后整个河道水生植被的覆盖度由40%降低到5%左右,各污染物的降解系数都有较大程度的降低,同时疏浚后短期内CODMn和TP的环境容量均有一定程度的降低,而NH3-N和TN的环境容量变化较小。分析认为,这一方面是由于疏浚后河道内水生植物覆盖度的降低导致水体的自净能力降低,另一方面是由于疏浚过程中的扰动引起大量沉积物的再悬浮及污染物的释放。所以在减少外来污染的前提下,对重富营养化水体底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应是控制富营养化的有效途径。     

漂浮植物塘处理农村分散生活污水的应用

通过现场实验评价了漂浮植物塘配合化粪池处理农村分散生活污水的效果。实验结果表明,漂浮植物有效地抑制了污染水体中藻类的生长;在平均水力停留时间为36 d,COD、TN、TP平均污染负荷分别为3.1、0.86和0.056 g/(m2.d)的条件下,大薸塘对COD、TN、TP的平均去除率分别为68.5%、89.9%和85.2%,出水COD、TN和TP平均浓度分别为47、4.15和0.40 mg/L,达到GB18918-2002中的一级A标准。在水乡地区利用漂浮植物与农村宅河构造漂浮植物处理系统,是一种深度处理化粪池出水、控制农村生活污水对河道造成污染的有效措施。     

大水深水库内源污染特征及控制技术

对黑河金盆水库水温、溶解氧、pH和底部水质的监测分析结果表明,黑河金盆水库属于稳定的大水深分层型水库,水体分层阻碍了上下层水体之间的物质交换,在水体和底泥耗氧的双重作用下,溶解氧从表层水体的8 mg/L左右降低到底层水体的0.1～0.2 mg/L;在厌氧条件下,底部沉积物中N、P、Fe和Mn等污染物大量释放,导致底部水体中NH3-N、TN、TP、Fe、Mn和COD均值分别达到2.22、2.30、0.05、0.13、2.53、74.00 mg/L。针对水体分层对底部水质产生的不利影响,认为扬水曝气技术适宜于大水深水库的水质原位改善和内源污染控制。     

菖蒲和空心菜在处理微污染河水潜流人工湿地中的应用

为了探讨修复微污染河水的潜流湿地中植物对污染物去除效果的影响及其生长变化,在野外条件下构建2座分别栽种菖蒲和空心菜的水平潜流人工湿地,并以未栽种植物的湿地作空白。分析了湿地中污染物的去除效果,考察了湿地中植物的生物量、根系活力和氮磷含量的变化。植物湿地中污染物净化效果优于空白湿地,菖蒲和空心菜湿地对氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)的平均去除率分别为61.1%和57.5%,31.5%和39.7%,24.7%和25.5%,20.4%和20.7%。实验结果表明,湿地中菖蒲的根系鲜重是空心菜的4.2倍,但其根系活力低于空心菜。2种植物均可在湿地中正常生长,但受湿地中营养盐浓度的限制性影响,移栽后的植物组织氮磷含量与移栽前相比下降了11.8%~20.3%。植物在净化微污染河水的潜流人工湿地中对N、P的去除起重要作用。     

电解-水生植物-软隔离带复合技术治理重污染河流的中试研究

为了探索重污染河流的治理技术，2011年3月在无锡市新区鸿山镇徐塘桥河开展生态治理示范工程，通过电解技术、种植高等水生植物和构建软隔离带复合工程技术改善河流水质。实验结果表明，通过电解技术，可以迅速降低TP、氨氮（NH4＋-N）和COD；但较难减少TN。通过软隔离带可以有效隔离外源污染，在较短时间内改善河流TN、TP、COD的平均水平，但是难以提高河流的生态系统稳定性。电解能够有效的降解大分子有机物，为水生植物提供良好的生长环境，之后再种植水生植物，能够进一步降低的TN、TP。通过电解一水生植物一软隔离带复合技术不仅能够全面改善河流水质的平均水平，而且能够修复水生生态系统，提高生态系统稳定性。     

Effects of basin nutrient discharge variations coupled with climate change on water quality in Lake Erhai,China

In Lake Erhai, water quality was affected by the basin nutrient discharge and climate change. To analyze the relationships between the water quality (total nitrogen [TN], total phosphorus [TP], chemical oxygen demand [CODmn], ammonia [NH₄], and trophic level index [TLI]) and basin nutrient discharge (TNd, TPd, and CODd) combined with climate changes (air temperature [AT], precipitation [pre], wind speed [wind], and sunshine hours [SHs]), the generalized additive model (GAM) was employed to explore the nonlinear relationships with their interactions using data sets ranging from 1999 to 2012. Our findings revealed that the water quality in Lake Erhai deteriorated in the early twentieth century, and the basin discharge and AT appeared significant (p?<?0.05) rising trends in a long time, while the precipitation decreased significantly (p?<?0.05) in the study period. Single-factor GAM results indicated that the basin nutrient discharge was the main explanatory factor for the variations of TN and TP in lake, while precipitation was the main driver for CODmn and NH₄. Besides, the water quality displayed nonlinear responses to the basin discharge, but all of the water quality variables went up as the emission levels increased in the lower range. The results showed that the water quality deteriorated in the lower rainfall, and TN rose as the AT increases, while TP was elevated accompanied by the ascending SHs there. The GAM interaction results suggested that the increase of AT and TPd had a promoting effect on TP in Lake Erhai. Stricter nutrient management measures should be implemented when the impacts of climate change are taken into account.

     

城市区域不同屋顶降雨径流水质特征

城市屋顶降雨径流是城市面源污染的主要组成部分之一。为了解城市不同屋顶降雨径流的水质特性,以重庆地区5种屋顶为例进行了20场降雨径流的水质监测。研究结果表明,不透水屋顶降雨径流污染物浓度均随降雨历时的延长而降低,混凝土屋顶降雨径流的COD、TP、TN、NH3-N平均浓度分别是瓦屋顶的1.6、1.7、1.4和1.5倍,且不透水屋顶降雨径流总氮的70%~80%为无机氮,总磷的20%~32%为磷酸盐;浅层屋顶降雨径流COD、TN、TP、NH3-N和NO-3-N浓度分别是深层绿色屋顶的0.25~0.26、0.3~0.5、0.07~0.09、0.3~0.6、0.05~0.06倍,且绿色屋顶降雨径流总氮的60%~80%为硝态氮。前期干旱天数和混凝土屋顶径流中的TN、接骨草屋顶径流中的氨氮浓度呈显著正相关关系,混凝土屋顶径流TP浓度与降雨强度显著正相关,降雨持续时间和瓦屋顶径流TSS平均浓度显著正相关。研究结果为城市建筑屋顶降雨径流的科学管理提供了参考。     

悬挂链生物接触氧化工艺处理河道污水

采用悬挂链曝气式接触氧化工艺在3个时段内处理城市河道污水,通过采用磷脂法、TTC-脱氢酶活性法和MPN法研究载体表面生物膜特性,来验证装置的水质净化效果。结果表明,进水水质变化幅度较大的时段1内,水质对缺氧区和好氧区内生物膜量及活性有很大冲击,对污染物的去除效果影响不大,COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别达到75.9%、80.8%、64.6%和78.3%;进水水质稳定的时段2内,缺氧区和好氧区内生物膜量和活性要高于其他时段,COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别达到77.0%、80.6%、69.4%和55.3%;低温运行的时段3内,缺氧区和好氧区内生物膜量和活性都低于其他时段,水质净化效果明显下降,COD、NH+4-N、TN和TP的平均去除率分别为71.1%、68.5%、48.9%和46.6%。